KR20200026624A - Optical fingerprint recognition sensor package - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an optical fingerprint recognition sensor package. The optical fingerprint recognition sensor package comprises: a base substrate; an optical fingerprint recognition sensor disposed on the base substrate; a housing structure disposed on the base substrate, accommodating the optical fingerprint recognition sensor in a sensor accommodating portion, and having a light transmission hole and a lens accommodating portion in a portion facing the optical fingerprint recognition sensor; an optical filter mounted on the light transmission hole to be disposed on the optical fingerprint recognition sensor; and an aspherical lens and a Fresnel lens disposed in the lens accommodating portion and arranged in order from an object side to the optical filter. According to the present invention, a length and a size of the optical fingerprint recognition sensor package can be reduced.

Description

광학식 지문인식 센서 패키지{OPTICAL FINGERPRINT RECOGNITION SENSOR PACKAGE}Optical fingerprint sensor package {OPTICAL FINGERPRINT RECOGNITION SENSOR PACKAGE}

본 발명은 광학식 지문인식 센서 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to an optical fingerprint sensor package.

지문 센서 패키지 또는 지문 인식 센서 패키지는 사용자의 지문을 감지하는 광학식 지문인식 센서 패키지로서, 스마트폰(smart phone)이나 웨어러블 기기(wearable device) 등과 같은 휴대용 기기나 출입문 등의 보안 장비로 이용되고 있다.The fingerprint sensor package or the fingerprint sensor package is an optical fingerprint sensor package that detects a user's fingerprint, and is used as a security device such as a portable device such as a smart phone or a wearable device or a door.

현재 이용되고 있는 광학식 지문인식 센서 패키지와 같은 광학식 센서 패키지는 빛을 이용하는 광학적 측정 방식을 이용하여 지문의 감지 기능을 수행한다.An optical sensor package, such as an optical fingerprint sensor package currently used, detects a fingerprint by using an optical measuring method using light.

광학적 측정 방식을 이용한 지문 센서 패키지인 광학식 지문인식 센서 패키지의 경우, 지문의 융선(ridge)과 융선 사이의 골(valley)에 의해 반사된 빛을 이미지 센서(image sensor)와 같은 광학식 지문인식 센서로 감지하는 원리로서, 광학식 지문인식 센서를 통해 해당 지문에 대한 지문 영상이 획득된다. In the case of the optical fingerprint sensor package, which is a fingerprint sensor package using an optical measurement method, the light reflected by the valley between the ridge and the ridge of the fingerprint is transferred to an optical fingerprint sensor such as an image sensor. As a principle of sensing, a fingerprint image of a corresponding fingerprint is obtained through an optical fingerprint sensor.

이와 같은 광학식 지문인식 센서 패키지는 휴대용 기기에 적용하기 위해서는 광학식 지문인식 센서 패키지의 크기 감소와 함께 지문 인식의 성능을 향상시킬 필요가 있다. In order to apply such an optical fingerprint sensor package to a portable device, it is necessary to reduce the size of the optical fingerprint sensor package and improve the performance of fingerprint recognition.

대한민국 공개특허 제10-2018-0005588호(공개일자: 2018년 01월 16일, 발명의 명칭: 디스플레이 패널의 광원들을 이용한 지문 센서, 지문 센서 패키지 및 지문 센싱 시스템)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0005588 (published date: January 16, 2018, the title of the invention: fingerprint sensor, fingerprint sensor package and fingerprint sensing system using the light source of the display panel) 대한민국 공개특허 제10-2017-0124112호(공개일자 2017년 11월 09일, 발명의 명칭 광 감지 능력을 가지는 다기능 지문 센서)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0124112 (published November 09, 2017, the name of the invention Multifunctional fingerprint sensor having a light sensing capability)

본 발명이 해결하려는 과제는 광학식 지문인식 센서 패키지의 크기를 줄이기 위한 것이다. The problem to be solved by the present invention is to reduce the size of the optical fingerprint sensor package.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는 광학식 지문인식 센서 패키지의 성능을 향상시키기 위한 것이다.Another object of the present invention is to improve the performance of the optical fingerprint sensor package.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 광학식 지문인식 센서 패키지는 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 위치하는 광학식 지문인식 센서, 상기 베이스 기판에 위치하고 센서 수용부에 상기 광학식 지문인식 센서를 수용하며, 상기 광학식 지문인식 센서와 대향하는 부분에 투광구 및 렌즈 수용부를 구비하고 있는 하우징 구조물, 상기 투광구에 장착되어 광학식 지문인식 센서 위에 위치하는 광학필터, 및 상기 렌즈 수용부 내에 위치하고 물체 측에서부터 상기 광학 필터 쪽으로 순서대로 배열되어 있는 비구면 렌즈 및 프레넬 렌즈를 포함한다. An optical fingerprint sensor package of the present invention for solving the above problems is a base substrate, an optical fingerprint sensor located on the base substrate, located on the base substrate to accommodate the optical fingerprint sensor in the sensor receiving portion, the optical A housing structure having a light emitting port and a lens receiving portion in a portion facing the fingerprint sensor, an optical filter mounted to the light emitting hole and positioned above the optical fingerprint sensor, and positioned in the lens receiving portion and from the object side to the optical filter. Aspherical and fresnel lenses arranged in order.

상기 프레넬 렌즈는 나노 임프린트 리소그래피(nano imprint lithography) 방식으로 제조될 수 있다. The Fresnel lens may be manufactured by nano imprint lithography.

상기 프레넬 렌즈는 합성수지재 필름으로 이루어질 수 있다.The Fresnel lens may be made of a synthetic resin film.

상기 특징에 따른 광학식 지문인식 센서 패키지는 상기 렌즈 수용부 내에 위치하고 상기 비구면 렌즈를 수용하는 경통을 더 포함할 수 있다. The optical fingerprint sensor package according to the above feature may further include a barrel positioned within the lens receiving portion to accommodate the aspherical lens.

상기 경통은 상기 하우징 구조물 위에 위치하는 측면부, 및 상기 측면부에 연결되어 있는 상단부를 포함할 수 있고, 상기 비구면 렌즈는 상기 상단부의 하면에 위치하고, 상기 프레넬 렌즈는 간격재를 사이에 두고 상기 비구면 렌즈의 하부에 위치할 수 있다. The barrel may include a side portion positioned on the housing structure, and an upper portion connected to the side portion, wherein the aspherical lens is positioned on a lower surface of the upper portion, and the Fresnel lens is disposed between the spacers and the aspherical lens. It may be located at the bottom of the.

상기 비구면 렌즈의 지름과 상기 프레넬 렌즈의 지름은 동일할 수 있다. The diameter of the aspherical lens and the diameter of the Fresnel lens may be the same.

상기 경통은 상기 하우징 구조물 위에 위치하는 측면부 및 상기 측면부에 연결되어 있는 상단부를 포함하고, 상기 비구면 렌즈는 상기 상단부의 하면에 위치할 수 있으며, 상기 프레넬 렌즈는 상기 광학 필터의 상면에 위치할 수 있다. The barrel may include a side portion positioned above the housing structure and an upper portion connected to the side portion, the aspherical lens may be positioned on a lower surface of the upper portion, and the Fresnel lens may be positioned on an upper surface of the optical filter. have.

상기 광학 필터는 상기 투광구를 덮어 막도록 상기 하우징 구조물에 위치할 수 있다. The optical filter may be located on the housing structure to cover and cover the floodlight.

상기 프레넬 렌즈는 상기 투광구 내에 위치할 수 있다. The Fresnel lens may be located in the floodlight.

상기 프레넬 렌즈의 지름은 상기 비구면 렌즈의 지름보다 작을 수 있다. The diameter of the Fresnel lens may be smaller than the diameter of the aspherical lens.

상기 경통의 상단부는 가운에 부분에 상기 비구면 렌즈를 노출하는 투광구를 구비할 수 있다. The upper end of the barrel may be provided with a floodlight for exposing the aspheric lens to the portion in the gown.

상기 경통의 투광구는 상기 하우징 구조물의 투광구보다 클 수 있다. The floodlight of the barrel may be larger than the floodlight of the housing structure.

상기 하우징 구조물은 상기 베이스 기판에 위치하는 제1 측면부, 상기 제1 측면부에 연결되어 있고 상기 하우징 구조물의 투광구를 구비하는 상단부, 및 상기 제1 상단부에 위치하고 상기 상단부에 위치하는 상기 경통의 측면부와 체결되어 있는 제2 측면부를 포함할 수 있다.The housing structure includes a first side portion located on the base substrate, an upper end portion connected to the first side portion and having a light-transmitting hole of the housing structure, and a side portion of the barrel positioned on the first upper end portion and positioned at the upper end portion. It may include a second side portion that is fastened.

상기 간격재는 검은색의 플라스틱 수지재, 금속재 및 부착형 테이프 중 하나로 이루어질 수 있다.The spacer may be made of one of a black plastic resin material, a metal material, and an adhesive tape.

상기 광학 필터는 상기 광학식 지문인식 센서 위에 바로 위치할 수 있다. The optical filter may be located directly on the optical fingerprint sensor.

이러한 본 발명의 특징에 따르면, 프레넬 렌즈를 이용하여 광학식 지문인식 센서로 입사되는 빛의 집광 및 초점이 조절되므로, 손실되는 광량을 최소화할 수 있고, 기존의 볼록렌즈 대비 뛰어난 초점 조절 기능이 획득되며, 수차 보정을 위한 렌즈의 매수가 크게 줄어들어 광학식 지문인식 센서 패키지의 길이와 크기가 크게 감소한다.According to the characteristics of the present invention, since the focusing and focus of the light incident to the optical fingerprint sensor using the Fresnel lens is adjusted, the amount of light lost can be minimized, and excellent focusing function compared to the conventional convex lens is obtained As the number of lenses for aberration correction is greatly reduced, the length and size of the optical fingerprint sensor package are greatly reduced.

또한, 비구면 렌즈를 추가로 구비하여 프레넬 렌즈의 초점 기능을 보강하므로, 광학식 지문인식 센서에 의해 획득되는 영상의 선명도가 증가하여 광학식 지문인식 센서 패키지에 대한 동작의 신뢰성이 크게 향상된다.In addition, since the aspherical lens is further provided to reinforce the focusing function of the Fresnel lens, the sharpness of the image acquired by the optical fingerprint sensor is increased, thereby greatly improving the reliability of the operation of the optical fingerprint sensor package.

이에 더하여 프레넬 렌즈가 나노 임프린트 리소그래피 방식에 의해 제작되므로, 제조 비용과 제조 시간이 크게 줄어든다In addition, Fresnel lenses are manufactured by nanoimprint lithography, which greatly reduces manufacturing costs and manufacturing time.

프레넬 렌즈가 간격재 하면에 위치할 경우, 프레넬 렌즈의 장착이 용이하다.If the Fresnel lens is located on the lower surface of the spacer, the Fresnel lens can be easily mounted.

또한, 프레넬 렌즈가 하우징 구조물의 투광구 내에 위치할 경우, 프레넬 렌즈의 크기와 무게가 크게 줄어들어, 프레넬 렌즈의 제조 비용이 크게 절감되며 광학식 지문인식 센서 패키지의 무게 역시 감소한다.In addition, when the Fresnel lens is located in the light aperture of the housing structure, the size and weight of the Fresnel lens is greatly reduced, greatly reducing the manufacturing cost of the Fresnel lens and the weight of the optical fingerprint sensor package.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 광학식 지문인식 센서 패키지의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학식 지문인식 센서 패키지의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학식 지문인식 센서 패키지의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of an optical fingerprint sensor package according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of an optical fingerprint sensor package according to another embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of an optical fingerprint sensor package according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention; In the following description of the present invention, if it is determined that adding a detailed description of the technology or configuration already known in the art may make the gist of the present invention unclear, a part thereof will be omitted. In addition, terms used in the present specification are terms used to properly express the embodiments of the present invention, which may vary according to related persons or customs in the art. Therefore, the definitions of the terms should be made based on the contents throughout the specification.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함하는'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms “a,” “an,” and “the” include plural forms as well, unless the phrases clearly indicate the opposite. As used herein, the meaning of “comprising” embodies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element and / or component, and other specific characteristics, region, integer, step, operation, element, component and / or group. It does not exclude the presence or addition of.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 광학식 지문인식 센서 패키지에 대해서 설명하도록 한다.Hereinafter, an optical fingerprint sensor package according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1을 참고로 하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 광학식 지문인식 센서 패키지(1)를 설명한다. First, referring to FIG. 1, an optical fingerprint sensor package 1 according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1에 도시한 것처럼, 본 예의 광학식 지문인식 센서 패키지(1)는 베이스 기판(base plate)(10), 베이스 기판(10)에 위치하는 광학식 지문인식 센서(20), 베이스 기판(10)에 위치하는 하우징 구조물(30), 하우징 구조물(30)에 위치하는 광학 필터(40), 하우징 구조물(30)과 체결되어 있는 경통(barrel)(50), 그리고 경통(50) 내에 위치하는 렌즈부(60)를 구비한다.As shown in FIG. 1, the optical fingerprint sensor package 1 of the present example may be formed on a base plate 10, an optical fingerprint sensor 20 positioned on the base substrate 10, and a base substrate 10. A housing structure 30 positioned therein, an optical filter 40 positioned in the housing structure 30, a barrel 50 coupled to the housing structure 30, and a lens unit positioned in the barrel 50 ( 60).

베이스 기판(10)은 본 예의 광학식 지문인식 센서 패키지(1)의 바닥면을 이루는 부분일 수 있고, 인쇄회로기판(PCB), 세라믹 기판 및 양극 산화층 중 적어도 하나를 가지는 금속 기판 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The base substrate 10 may be a portion constituting the bottom surface of the optical fingerprint sensor package 1 of the present example, and may be a metal substrate having at least one of a printed circuit board (PCB), a ceramic substrate, and an anodized layer. It is not limited.

이러한 베이스 기판(10)은 그 위에 실장되어 있는 전기전자 소자와 집적 회로 등의 전기적 및 물리적인 연결을 위해 절연층, 신호선 등을 위한 도체 패턴 및 패드(pad) 등을 구비할 수 있다.The base substrate 10 may include a conductive pattern and pads for insulating layers, signal lines, and the like for electrical and physical connection between the electronic and electronic devices mounted thereon and an integrated circuit.

예를 들어, 베이스 기판(10)의 상면에는 적어도 하나의 패드가 마련되어 광학식 지문인식 센서(30)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 베이스 기판(10)의 하면 즉, 광학식 지문인식 센서(20)가 실장되어 있는 상면의 반대편에서 위치하여 상면과 마주보고 있는 면에는 적어도 하나의 패드(미도시)가 마련되어 본 예의 광학식 지문인식 센서 패키지(1)에 전기 신호를 전달하거나 전력을 공급할 수 있다. For example, at least one pad may be provided on an upper surface of the base substrate 10 to be electrically connected to the optical fingerprint sensor 30. In addition, at least one pad (not shown) is provided on the lower surface of the base substrate 10, that is, the surface facing the upper surface and positioned opposite to the upper surface on which the optical fingerprint recognition sensor 20 is mounted. The sensor package 1 may transmit electrical signals or supply power.

이러한 베이스 기판(10)의 패드는 전자부품, 반도체소자, 각종 수동소자 또는 리드 프레임(lead frame) 등과 다양한 방식으로 결합될 수 있다.The pad of the base substrate 10 may be coupled in various ways such as an electronic component, a semiconductor device, various passive devices, or a lead frame.

베이스 기판(10)의 상면에는 실장 영역이 마련되어 있고, 이 실장 영역에 광학식 지문인식 센서(20)가 위치하게 된다. 베이스 기판(10)의 상면에 위치한 패드는 실장 영역이나 실장 영역 주변에 위치하여 실장 영역에 위치하고 있는 광학식 지문인식 센서(20)와 전기적 및 물리적으로 연결되어 있다.The mounting area is provided on the upper surface of the base substrate 10, and the optical fingerprint recognition sensor 20 is located in this mounting area. The pad located on the top surface of the base substrate 10 is electrically and physically connected to the optical fingerprint sensor 20 positioned in the mounting area and positioned around the mounting area or the mounting area.

이러한 광학식 지문인식 센서(20)는 수광면(21)을 포함하는 전자부품으로서, 광학식 지문인식 센서(20)의 수광면(21)은 외부에서 광학식 지문인식 센서(20)로 조사되는 빛을 감지하고 감지된 빛에 따라 해당 상태의 전기신호로 생성하여 출력한다. The optical fingerprint sensor 20 is an electronic component including a light receiving surface 21, and the light receiving surface 21 of the optical fingerprint sensor 20 detects light irradiated from the outside to the optical fingerprint sensor 20. And generates and outputs an electric signal of the corresponding state according to the detected light.

광학식 지문인식 센서(20)의 수광면(21)에는 복수의 수광소자가 집적되어 있을 수 있다. A plurality of light receiving elements may be integrated on the light receiving surface 21 of the optical fingerprint recognition sensor 20.

본 예에서, 광학식 지문인식 센서(20)은 이미지 센서(image sensor)일 수 있고, 이런 경우, 광학식 지문인식 센서(20)의 수광면(21)은 이미지 센서(image sensor)의 액티브 영역(active area)에 해당될 수 있다. In this example, the optical fingerprint sensor 20 may be an image sensor, in which case the light receiving surface 21 of the optical fingerprint sensor 20 is an active area of the image sensor. area).

광학식 지문인식 센서(20)는 베이스 기판(10)과 결합되는 면을 하면으로 정의하면, 수광면(21)은 하면의 반대편에 위치하고 있는 광학식 지문인식 센서(20)의 상면 중 적어도 일부에 위치한다. 따라서, 수광면(21)은 주로 자신의 상부로부터 조사되는 빛을 감지한다.If the optical fingerprint sensor 20 is defined as a lower surface coupled to the base substrate 10, the light receiving surface 21 is located on at least a portion of the upper surface of the optical fingerprint sensor 20 located opposite the lower surface. . Therefore, the light receiving surface 21 mainly detects light irradiated from its upper part.

수광면(21)은 미리 정해진 빛의 파장 대역에 가장 적합하게 동작하도록 정해져 있을 수 있다. The light receiving surface 21 may be determined to operate best in a wavelength band of a predetermined light.

하지만, 대안적인 예에서, 수광면(21)은 미리 정해진 파장 대역의 빛만을 감지하지 않고, 정해진 파장대역 이외의 빛도 감지할 수 있다.However, in an alternative example, the light receiving surface 21 may not detect only light of a predetermined wavelength band, but may also detect light other than the predetermined wavelength band.

이러한 광학식 지문인식 센서(20)는 와이어 본딩, BGA(ball grid array), LGA(land grid array), PID, DIP(dual in-line package) 등과 같은 다양한 방식으로 베이스 기판(10)과 전기적 및 물리적으로 연결될 수 있다.The optical fingerprint sensor 20 is electrically and physically connected to the base substrate 10 in various ways such as wire bonding, ball grid array (BGA), land grid array (LGA), PID, dual in-line package (DIP), and the like. Can be connected.

하우징 구조물(30)은 베이스 기판(10)의 상면에 위치하고, 내부에 광학식 지문인식 센서(20)를 완전히 수용하는 빈 공간 즉, 센서 수용부(S11)과 렌즈부(60)를 수용하는 렌즈 수용부(S13)를 구비하고 있다.The housing structure 30 is positioned on the upper surface of the base substrate 10 and has an empty space for completely accommodating the optical fingerprint sensor 20 therein, that is, a lens accommodating portion accommodating the sensor accommodating part S11 and the lens part 60. The part S13 is provided.

따라서, 하우징 구조물(30)의 센서 수용부(S11) 내에 광학식 지문인식 센서(20)가 위치하여 외부 충격이나 불순물 등으로부터 보호된다. Accordingly, the optical fingerprint recognition sensor 20 is located in the sensor accommodating portion S11 of the housing structure 30 to protect it from external impact or impurities.

이러한 하우징 구조물(30)은, 하나의 예로서, 플라스틱 수지재로 이루어진 사출물일 수 있다. The housing structure 30 may be, for example, an injection molded material made of a plastic resin material.

이러한 하우징 구조물(30)은, 도 1에 도시한 것처럼, 내부에 센서 수용부(S11)가 형성되도록 정해진 높이로 베이스 기판(10)에 위치한다.As shown in FIG. 1, the housing structure 30 is positioned on the base substrate 10 at a predetermined height such that the sensor accommodating part S11 is formed therein.

따라서, 하우징 구조물(30)은 베이스 기판(10)의 상면과 접해 있고 정해진 높이를 갖는 제1 측면부(31), 제1 측면부(31)와 연결되어 있는 상단부(32), 그리고 상단부(32)에 위치하는 제2 측면부(33)를 구비한다.Accordingly, the housing structure 30 is in contact with the top surface of the base substrate 10 and has a first side portion 31 having a predetermined height, an upper end portion 32 connected to the first side portion 31, and an upper end portion 32. It has a second side portion 33 positioned.

이때, 이들 제1 및 제2 측면부(31, 33) 및 상단부(32)는 모두 동일한 재료로 이루어질 수 있거나 두 개 이상의 다른 재료로 이루어질 수 있다.At this time, these first and second side portions 31 and 33 and the upper end portion 32 may all be made of the same material or two or more different materials.

제1 측면부(31)는 베이스 기판(10)의 상면과 접해 있고, 패키지 와이어(22) 등을 통해 베이스 기판(10)과 연결되어 있는 광학식 지문인식 센서(20)를 완전히 에워싸는 베이스 기판(10)의 위치에 위치한다.The first side surface portion 31 is in contact with the upper surface of the base substrate 10, the base substrate 10 completely surrounding the optical fingerprint sensor 20 connected to the base substrate 10 through the package wire 22 or the like. Is located at the position of.

이때, 제1 측면부(31)는 광학식 지문인식 센서(20)뿐만 아니라 와이어(22)와 연결되어 있는 베이스 기판(10)의 패드(미도시) 등도 완전히 에워싸게 베이스 기판(10)에 위치한다.In this case, the first side part 31 is positioned on the base substrate 10 to completely surround not only the optical fingerprint recognition sensor 20 but also a pad (not shown) of the base substrate 10 connected to the wire 22.

이러한 제1 측면부(31)는 베이스 기판(10) 쪽에서부터 위쪽 방향[즉, 광학 필터(40)의 방향]으로 베이스 기판(10)과 수직하게 정해진 길이(즉, 높이)만큼 연장되어 있다.The first side surface portion 31 extends from the side of the base substrate 10 in a upward direction (that is, in the direction of the optical filter 40) by a length (ie, height) determined perpendicular to the base substrate 10.

따라서 제1 측면부(31)의 높이에 따라 제1 측면부(31)에 의해 에워싸여진 센서 수용부(S11)의 높이가 정해진다.Accordingly, the height of the sensor accommodating part S11 surrounded by the first side part 31 is determined according to the height of the first side part 31.

이때, 제1 측면부(31)의 높이는 하우징 구조물(30)의 상단부(32)의 하면이 그 하부에 위치한 광학식 지문인식 센서(20)나 와이어(22) 등과 같이 해당 센서 수용부(S11) 내에 위치한 구성요소와 직접 접촉되지 않도록 센서 수용부(S11)의 높이가 확보될 수 있는 높이이면 좋다.At this time, the height of the first side portion 31 is located in the corresponding sensor receiving portion S11, such as the optical fingerprint sensor 20 or the wire 22, the lower surface of the upper end 32 of the housing structure 30 is located below it. The height of the sensor accommodating part S11 may be sufficient so that it may not directly contact a component.

하우징 구조물(30)의 상단부(32)는 제1 측면부(31)와 끊김 없이 연결되어 있고, 베이스 기판(10)과 평행하게 내부 쪽[즉, 광학식 지문인식 센서(20) 쪽]으로 정해진 길이만큼 연장되어 있다.The upper end portion 32 of the housing structure 30 is seamlessly connected to the first side portion 31 and has a length determined to an inner side (that is, to the optical fingerprint sensor 20) in parallel with the base substrate 10. It is extended.

이로 인해, 베이스 기판(10), 제1 측면부(31) 및 상단부(32)에 의해 에워싸여져 있고 광학식 지문인식 센서(20)가 위치하는 센서 수용부(S11)가 형성되고, 광학 필터(40), 상단부(32) 및 제2 측면부(33)에 의해 에워싸여 있고 렌즈부(60)가 위치하는 렌즈 수용부(S13)가 형성된다.As a result, a sensor accommodating part S11 surrounded by the base substrate 10, the first side part 31, and the upper end part 32 and on which the optical fingerprint recognition sensor 20 is located is formed, and the optical filter 40 is formed. The lens accommodating part S13 is surrounded by the upper end part 32 and the second side part part 33 and the lens part 60 is located.

이때, 상단부(32)는 센서 수용부(S11) 내에 위치한 광학식 지문인식 센서(20)의 일부만을 덮고 있으므로, 하우징 구조물(30)의 상단부(33)에는 개구인 투광구(예, 제1 투광구)(331)가 위치하여 광학식 지문인식 센서(20)가 외부로 노출된다. In this case, since the upper end portion 32 covers only a part of the optical fingerprint recognition sensor 20 located in the sensor accommodating portion S11, a light emitting hole (eg, a first flood hole) is formed in the upper end portion 33 of the housing structure 30. ) 331 is positioned so that the optical fingerprint sensor 20 is exposed to the outside.

따라서, 광학식 지문인식 센서 패키지(1)의 외부에서 광학식 지문인식 센서 패키지(1) 내부로 유입되는 빛은 투광구(331)를 통해 센서 수용부(S11) 내에 위치한 광학식 지문인식 센서(20) 쪽으로 유입된다.Therefore, the light flowing into the optical fingerprint sensor package 1 from the outside of the optical fingerprint sensor package 1 toward the optical fingerprint sensor 20 located in the sensor accommodating part S11 through the floodlight 331. Inflow.

따라서, 투광구(331)는 광학식 지문인식 센서(20)의 수광면(21)과 대향하는 부분에 형성되는 것이 좋고, 또한, 수광면(21)보다 큰 면적으로 형성되어 투광구(331)를 통해 수광면(21)의 평면 전체가 노출되어, 수광면(21) 전체로 입사되는 빛을 수광하도록 한다.Therefore, it is preferable that the floodlight 331 is formed at a portion facing the light receiving surface 21 of the optical fingerprint recognition sensor 20, and is formed in an area larger than the light receiving surface 21 to form the floodlight 331. Through this, the entire plane of the light receiving surface 21 is exposed to receive light incident on the light receiving surface 21 as a whole.

제2 측면부(33)는 상단부(32) 위에 경통(50)의 측면을 에워싸도록 베이스 기판(10)과 수직한 방향으로 정해진 높이만큼 돌출되어 있다.The second side portion 33 protrudes by a predetermined height in a direction perpendicular to the base substrate 10 so as to surround the side surface of the barrel 50 on the upper end portion 32.

이때, 제2 측면부(33)의 돌출 높이는 경통(50)의 측면 높이에 따라 정해지고, 경통(50)의 측면 높이와 동일하거나 작을 수 있다. In this case, the protruding height of the second side portion 33 is determined according to the side height of the barrel 50, and may be equal to or smaller than the side height of the barrel 50.

따라서, 경통(50)은 렌즈 수용부(S13) 내에 적어도 일부가 위치한다.Therefore, at least a portion of the barrel 50 is located in the lens accommodation portion S13.

광학 필터(40)는 하우징 구조물(30)의 투광구(331)에 인접하게 위치하고 있는 하우징 구조물 상단부(32)의 내측 가장자리 하면에 장착되어 투광구(331)를 덮어 막도록 위치하며, 이로 인해, 광학식 지문인식 센서(20)의 수광면(21) 위에 이격되게 위치한다.The optical filter 40 is mounted on the lower surface of the inner edge of the upper end portion 32 of the housing structure positioned adjacent to the floodlight 331 of the housing structure 30 and positioned to cover the floodlight 331. The optical fingerprint sensor 20 is spaced apart from the light receiving surface 21.

이러한 광학 필터(40)는 빛을 파장 대역에 따라 선택적으로 원하는 파장 대역의 빛을 통과시키거나 차단시키는 필터이다. 본 예의 경우, 광학 필터(40)는 적외선 대역의 빛을 선택적으로 차단시키는 적외선 차단 필터일 수 있다. The optical filter 40 is a filter that passes or blocks the light of the desired wavelength band selectively according to the wavelength band. In this example, the optical filter 40 may be an infrared cut filter for selectively blocking the light of the infrared band.

광학 필터(40)는, 이미 기술한 것처럼, 수광면(21)을 노출하고 있는 하우징 구조물(30)의 투광구(331)에 위치하므로, 광학 필터(40)를 통과한 빛은 광학식 지문인식 센서(20)의 수광면(21)에 조사된다.As described above, since the optical filter 40 is located at the light transmission port 331 of the housing structure 30 exposing the light receiving surface 21, the light passing through the optical filter 40 is an optical fingerprint recognition sensor. The light receiving surface 21 of 20 is irradiated.

도 1에서, 광학 필터(40)는 접착제나 몰딩제를 이용하여 상단부(32)의 하면에 장착되지만, 이에 한정되지 않고 다양한 방식으로 상단부(33)의 상면이나 측면 등에 장착될 수 있다.In FIG. 1, the optical filter 40 is mounted on the lower surface of the upper end portion 32 using an adhesive or a molding agent, but is not limited thereto and may be mounted on the upper surface or the side surface of the upper end portion 33 in various ways.

이와 같이, 광학 필터(40)의 장착에 의해 개방 상태의 투광구(331)는 광학 필터(40)로 덮여 막히게 되어, 광학식 지문인식 센서(20)는 베이스 기판(10), 하우징 구조물(30) 및 광학 필터(40)에 의해 완전히 밀폐된 센서 수용부(S11) 내에 위치하고, 광학 필터(40)를 통과한 빛이 광학식 지문인식 센서(20)의 수광면(21)으로 입사된다.As such, the optical opening 40 is blocked by the mounting of the optical filter 40 so as to be covered with the optical filter 40 so that the optical fingerprint recognition sensor 20 is provided with the base substrate 10 and the housing structure 30. And it is located in the sensor receiving portion (S11) completely sealed by the optical filter 40, the light passing through the optical filter 40 is incident on the light receiving surface 21 of the optical fingerprint recognition sensor 20.

따라서, 광학 필터(40)를 통과한 빛 이외에 다른 곳으로부터 유입된 외부 광이 광학식 지문인식 센서(20)로 유입되는 것이 방지되므로, 광학식 지문인식 센서(20)로 유입되는 노이즈성 빛이 차단되어 광학식 지문인식 센서(20)의 신뢰성이 향상된다.Therefore, since the external light introduced from the place other than the light passing through the optical filter 40 is prevented from entering the optical fingerprint sensor 20, the noise noise flowing into the optical fingerprint sensor 20 is blocked The reliability of the optical fingerprint recognition sensor 20 is improved.

또한, 밀폐된 센서 수용부(S11) 내에 광학식 지문인식 센서(20)가 위치하므로, 먼지나 수분 등과 같은 불순물로부터 광학식 지문인식 센서(20)가 보호된다.In addition, since the optical fingerprint recognition sensor 20 is located in the sealed sensor accommodating part S11, the optical fingerprint recognition sensor 20 is protected from impurities such as dust or moisture.

제2 측면부(33)에 에워싸여진 렌즈 수용부(S13) 내에 위치하는 경통(50)은 내부에 렌즈부(60)를 내장하고 있고 내장된 렌즈부(60)를 외부 충격과 이물질로부터 보호한다.The barrel 50 positioned in the lens accommodating part S13 surrounded by the second side part 33 has a lens part 60 therein and protects the embedded lens part 60 from external impact and foreign matter.

이러한 경통(50)은, 렌즈부(60)를 완전히 에워싸기 위해, 하우징 구조물(30)의 상단부(32)의 상면에 접하게 위치하는 측면부(51)와 측면부(51)에 끊김 없이 연결되어 있는 상단부(52)를 구비한다.The barrel 50 is connected to the upper surface of the upper surface of the upper end 32 of the housing structure 30 and the upper end portion 51 is connected seamlessly to the side surface 51 so as to completely surround the lens unit 60. 52 is provided.

경통(50)의 측면부(51)의 높이 즉, 베이스 기판(10)과 수직한 방향으로 돌출되어 있는 돌출 높이는 내부에 내장되어 있는 렌즈부(60)의 완전히 수용할 수 있는 정도이면 된다.The height of the side surface portion 51 of the barrel 50, that is, the height of the protrusion projecting in the direction perpendicular to the base substrate 10, may be such that the lens portion 60 built therein can be fully accommodated.

경통(50)의 측면부 외측면, 즉 하우징 구조물(30)와 인접한 측면은 나사산과 나사홈이 형성되어 있고, 이에 접하고 있는 하우징 구조물(30)의 제2 측면부(33)의 내측면 역시 나사홈과 나사산을 구비하고 있다.The outer surface of the side surface of the barrel 50, that is, the side adjacent to the housing structure 30 is formed with a thread and a screw groove, and the inner surface of the second side portion 33 of the housing structure 30, which is in contact therewith, also has a screw groove. It has a thread.

따라서 경통(50)은 하우징 구조물(30)의 제2 측면부(33)의 내측면과 나사 결합되어 있다.Accordingly, the barrel 50 is screwed with the inner side surface of the second side portion 33 of the housing structure 30.

경통(50)의 상단부(52)는 하우징 구조물(30)의 상단부(32)와 평행하게 위치하며 가운데 부분에 투광구(예, 제2 투광구)(521)를 구비한다.The upper end 52 of the barrel 50 is positioned in parallel with the upper end 32 of the housing structure 30 and has a light exit hole (eg, a second light exit hole) 521 in the center portion thereof.

경통(50)의 투광구(521)의 지름은 하우징 구조물(30)의 투광구(331)의 지름보다 커 광학식 지문인식 센서(20) 쪽으로 입사되는 빛의 손실을 방지하는 것이 좋다.The diameter of the light transmission port 521 of the barrel 50 is larger than the diameter of the light transmission hole 331 of the housing structure 30 to prevent the loss of light incident toward the optical fingerprint sensor 20.

도 1에 도시한 것처럼, 경통(50)의 측면부(51)의 상단과 이에 연결되어 있는 상단부(52)의 외측 가장자리부는 모따기 구조를 갖고 있다. 따라서, 외부로 돌출되는 경통(50)의 부분이 감소되므로, 광학식 지문인식 센서 패키지(1)의 설계의 여유도가 증가한다. 하지만, 이러한 모따기 구조는 생략될 수 있다.As shown in FIG. 1, the upper end of the side part 51 of the barrel 50 and the outer edge part of the upper end 52 connected to it have the chamfering structure. Therefore, since the portion of the barrel 50 protruding outward is reduced, the design margin of the optical fingerprint sensor package 1 is increased. However, this chamfer structure can be omitted.

렌즈부(60)는 하우징 구조물(30)의 상단부(32), 경통(50)의 측면부(51) 및 상단부(52)에 의해 에워싸여진 내부 공간(S13) 내에 위치하고 있다.The lens unit 60 is located in the inner space S13 surrounded by the upper end 32 of the housing structure 30, the side part 51 of the barrel 50, and the upper end 52.

즉, 렌즈부(60)는, 도 1에 도시한 것처럼, 경통(50)의 상단부(52)의 하면[즉, 내부 공간(S13)과 접해 있는 면]에 차례대로 위치하는 비구면 렌즈(61)와 프레넬 렌즈(Fresnel lens)(62), 그리고 비구면 렌즈(61)와 프레넬 렌즈(62) 사이에 위치하는 간격재(63)를 구비한다. That is, as shown in FIG. 1, the lens portion 60 is sequentially positioned on the lower surface of the upper end portion 52 of the barrel 50 (that is, the surface in contact with the internal space S13). And a Fresnel lens 62, and a spacer 63 positioned between the aspherical lens 61 and the Fresnel lens 62.

이와 같이, 본 예의 렌즈부(60)의 비구면 렌즈(61)와 프레넬 렌즈(62)는 경통(50)의 상단부(52)와 광학 필터(40) 사이에 간격재(63)를 사이에 두고 순서대로 위치하여, 물체측에서부터 광학 필터(40) 쪽으로 비구면 렌즈(61)와 프레넬 렌즈(62)가 순서대로 배열된다. As described above, the aspherical lens 61 and the Fresnel lens 62 of the lens unit 60 of this example have the spacer 63 between the upper end 52 of the barrel 50 and the optical filter 40 interposed therebetween. Located in order, the aspherical lens 61 and Fresnel lens 62 are arranged in order from the object side toward the optical filter 40.

물체 측에 인접하게 위치하고 있는 비구면 렌즈(61)는 경통(50)의 상단부(52)의 하면에 접하게 위치하며, 필요에 따라 접착제 등을 이용하여 경통(50)의 상단부(52) 하면과 접착될 수 있다. The aspherical lens 61 positioned adjacent to the object side is located in contact with the lower surface of the upper end portion 52 of the barrel 50, and may be bonded to the lower surface of the upper end portion 52 of the barrel 50 using an adhesive or the like as necessary. Can be.

본 예에서, 비구면 렌즈(61)는 경통(50)의 상단부(52)에 형성된 투광구(521)를 통해 입사되는 평행 광선을 하나의 점, 즉 초점으로 수렴하도록 하는 집광 및 초점 조절용 렌즈로 기능한다.In this example, the aspherical lens 61 functions as a condensing and focusing lens for converging a parallel ray incident through the light-transmitting hole 521 formed in the upper end 52 of the barrel 50 to one point, that is, a focal point. do.

이러한 비구면 렌즈(61)의 후단에 위치하는 프레넬 렌즈(62)는 접착제 등을 통해 인접한 경통(50)의 내측면에 부착되어 있다. 따라서, 이미 기술한 것처럼, 본 예의 프레넬 렌즈(62)는 간격재(63)의 두께만큼 비구면 렌즈(61)와 이격되어 있다.The Fresnel lens 62 located at the rear end of the aspherical lens 61 is attached to the inner surface of the adjacent barrel 50 via an adhesive or the like. Therefore, as already described, the Fresnel lens 62 of this example is spaced apart from the aspherical lens 61 by the thickness of the spacer 63.

이러한 프레넬 렌즈(62)는 집광 렌즈의 하나로서, 다수 개의 띠 모양으로 나누어 각 띠에 프리즘 작용을 가지게 하여 수차(收差)를 작게 함으로써, 볼록 렌즈처럼 빛을 모아주는 역할을 하면서도 두께를 줄인 렌즈이다.The Fresnel lens 62 is a condensing lens, which is divided into a plurality of bands and has a prism effect on each band to reduce aberration, thereby collecting light as a convex lens while reducing thickness. to be.

또한, 빛을 한 곳에 모으기 위해서는 굴절률의 차이를 줄여야 하는데, 이를 위해, 프레넬 렌즈(62)는 가운데 부분의 표면에 수많은 홈 형태로 형성된 프레넬 패턴을 구비하여, 이 프레넬 패턴에 따라 굴절률이 조절되도록 하여 빛을 원하는 곳에 집중시킨다. In addition, in order to collect light in one place, the difference in refractive index must be reduced. For this purpose, the Fresnel lens 62 has a Fresnel pattern formed in the form of a number of grooves on the surface of the center portion, and the refractive index is changed according to the Fresnel pattern. Adjust it to focus the light where you want it.

따라서, 비구면 렌즈(61)를 통과한 빛은 프레넬 렌즈(62)에 의해 수차가 보정되어 광학식 지문인식 센서(20)의 수광면(21) 쪽으로 정확히 빛의 수광이 이루어지도록 한다.Therefore, the light passing through the aspherical lens 61 is corrected to the aberration by the Fresnel lens 62 so that the light is correctly received toward the light receiving surface 21 of the optical fingerprint recognition sensor 20.

도 1에서, 프레넬 렌즈(62)는 상부면과 하부면 모두에 프레넬 패턴을 구비하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 상부면과 하부면 중 하나에만 프레넬 패턴이 형성될 수 있다. 이 경우, 프레넬 렌즈(62)의 제작 시간이 단축될 수 있다.In FIG. 1, the Fresnel lens 62 includes a Fresnel pattern on both top and bottom surfaces, but is not limited thereto. A Fresnel pattern may be formed on only one of the top and bottom surfaces. In this case, the manufacturing time of the Fresnel lens 62 can be shortened.

간격재(63)는 비구면 렌즈(61)와 프레넬 렌즈(62) 사이에서 경통(50)의 내측면에 접하거나 인접하게 위치하고 자신의 두께를 이용하여 물체 측에서부터 나란히 위치한 두 렌즈(61, 62) 사이의 간격을 조정하는 기능을 수행한다. 또한, 간격재(63)는 추가적으로 프레넬 렌즈(62) 쪽으로 빛이 유입되는 것을 차단하여 불필요한 빛의 유입을 방지한다.The spacer 63 is positioned between or adjacent to the inner surface of the barrel 50 between the aspherical lens 61 and the Fresnel lens 62 and positioned side by side from the object side using its thickness. ) To adjust the spacing between them. In addition, the spacer 63 additionally blocks light from flowing toward the Fresnel lens 62 to prevent unnecessary light from flowing.

이러한 간격재(63)는 검은색 등과 같이 차광이 가능한 색상을 갖는 재료로 이루어질 수 있고, 예를 들어 검은색의 플라스틱 수지재, 금속재 및 부착형 테이프 중 하나로 이루어질 수 있다.The spacer 63 may be made of a material having a light-shielding color such as black, and may be made of, for example, one of a black plastic resin material, a metal material, and an adhesive tape.

이와 같이, 본 예의 경우, 광학식 지문인식 센서(20)로의 빛 입사를 위해 수차 보정을 위한 많은 매수의 보정용 렌즈를 이용하는 대신, 한 장의 프레넬 렌즈(62)를 이용하므로 광학식 지문인식 센서 패키지(1)에 사용되는 렌즈의 매수를 크게 감소시킨다.As such, in the present example, instead of using a large number of correction lenses for aberration correction for light incidence into the optical fingerprint sensor 20, one fresnel lens 62 is used, so that the optical fingerprint sensor package 1 is used. Greatly reduce the number of lenses used.

이로 인해, 비구면 렌즈(61)와 프레넬 렌즈(62)가 내장되는 경통(50)의 길이가 감소하여 광학식 지문인식 센서 패키지(1)의 길이와 크기 역시 크게 감소하므로, 광학식 지문인식 센서 패키지(1)의 장착 및 적용이 용이하다. As a result, the length of the barrel 50 in which the aspherical lens 61 and the Fresnel lens 62 are built in is reduced, so that the length and size of the optical fingerprint sensor package 1 are also greatly reduced. 1) Easy to install and apply

또한, 프레넬 렌즈(62)에 형성된 프레넬 패턴이 독립적인 굴절면을 작용하고, 프레넬 렌즈(62)의 기판 두께 감소로 인해 기판에 흡수되는 빛의 양이 줄어들어 광 손실량이 감소하며, 기존의 볼록 렌즈에 비해 뛰어날 초점 기능이 발휘된다.In addition, the Fresnel pattern formed on the Fresnel lens 62 acts as an independent refractive surface, the amount of light absorbed by the substrate is reduced due to the reduction of the substrate thickness of the Fresnel lens 62, the light loss amount is reduced, Better focus than convex lenses.

본 예의 경우, 초점 조절 기능을 하는 비구면 렌즈(61)가 추가로 구비되므로, 프레넬 렌즈(62)의 부족한 초점 조절 기능이 보상되어 광학식 지문인식 센서(20)에 의해 획득된 영상의 선명도가 향상된다.In this example, since the aspherical lens 61 that performs the focus adjustment function is additionally provided, the insufficient focusing function of the Fresnel lens 62 is compensated to improve the sharpness of the image obtained by the optical fingerprint recognition sensor 20. do.

본 예에서, 프레넬 렌즈(62)는 나노 물질을 이용하여 극초단 레이저로 가공하는 나노 임프린트 리소그래피(nano imprint lithography) 방식으로 제조된다.In this example, Fresnel lens 62 is fabricated by nano imprint lithography, which is processed with an ultra-short laser using nanomaterials.

나노 임프린트 리소그래피 방식은 열경화 방식이나 자외선(UV) 경화 방식을 이용하여 나노 크기(nano scale)의 구조물 즉, 나노 구조물이 각인된 경질의 금형을 기판 위에 스핀 코팅된 고분자 소재의 레지스트 표면에 눌러 나노 구조물을 반복적으로 전사하는 기술로서, 포토리소그래피(photolithography)와 같은 복잡한 공정이 필요하지 않으므로 대폭적인 공정 단축 및 비용 절감이 실현한다. The nanoimprint lithography method uses a nano-scale structure, ie, a hard mold with a nano structure imprinted on a substrate, by pressing a nano-scale structure on the surface of a resist coated with a spin coating on a substrate using a thermosetting method or an ultraviolet (UV) curing method. As a technique for repeatedly transferring a structure, a complicated process such as photolithography is not required, and thus, a significant process shortening and a cost reduction are realized.

따라서, 본 예의 프레넬 렌즈(62)는 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)나 합성수지재 필름으로 이루어질 수 있고, 프레넬 렌즈(62)의 상면과 하면은 물체측 방향으로 볼록하거나 오목하지 않고 평탄하며, 상면과 하면의 표면에는 복수 개의 홈이 위치한다. Therefore, the Fresnel lens 62 of the present example may be formed of a silicon wafer or a resin film, and the upper and lower surfaces of the Fresnel lens 62 are flat without convex or concave toward the object side, and the upper surface A plurality of grooves are located on the surfaces of the lower surface and the lower surface.

다음, 도 2를 참고로 하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학식 지문인식 센서 패키지(1a)를 설명한다.Next, an optical fingerprint recognition sensor package 1a according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2.

도 2에 도시한 광학식 지문인식 센서 패키지(1a)에서, 도 1과 비교할 때, 동일한 구조를 갖고 같은 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 도 1과 같은 도면 부호를 부여한다. In the optical fingerprint recognition sensor package 1a shown in FIG. 2, the same reference numerals as in FIG. 1 are used to refer to components having the same structure and performing the same function.

도 2에 도시한 광학식 지문인식 센서 패키지(1a)은 프레넬 렌즈(62a)의 장착 위치와 간격재가 존재하지 않는다는 점을 제외하면 도 1에 도시한 광학식 지문인식 센서 패키지(1)과 같은 구조를 갖고 있다.The optical fingerprint sensor package 1a shown in FIG. 2 has the same structure as the optical fingerprint sensor package 1 shown in FIG. 1 except that the mounting position of the Fresnel lens 62a and the spacer are not present. Have

즉, 도 2의 광학식 지문인식 센서 패키지(1a)은 베이스 기판(10), 베이스 기판(10)에 위치하는 광학식 지문인식 센서(20), 베이스 기판(10)에 위치하는 하우징 구조물(30), 하우징 구조물(30)에 위치하는 광학 필터(40), 하우징 구조물(30)과 체결되어 있고 렌즈 수용부(S13)에 위치하는 경통(barrel)(50), 그리고 하우징 구조물(30)의 렌즈 수용부(S13) 내에 위치하는 렌즈부(60a)를 구비한다.That is, the optical fingerprint sensor package 1a of FIG. 2 includes a base substrate 10, an optical fingerprint sensor 20 located on the base substrate 10, a housing structure 30 located on the base substrate 10, An optical filter 40 positioned in the housing structure 30, a barrel 50 coupled to the housing structure 30 and positioned in the lens receiving portion S13, and a lens receiving portion of the housing structure 30. The lens unit 60a located in S13 is provided.

렌즈부(60a)는 물체 측으로부터 광학식 지문인식 센서(20) 쪽으로 순서대로 배열되어 있는 비구면 렌즈(61)와 프레넬 렌즈(62a)를 구비하고 있다.The lens unit 60a includes an aspherical lens 61 and a Fresnel lens 62a which are arranged in order from the object side toward the optical fingerprint recognition sensor 20.

본 예의 경우도, 도 1에 도시한 광학식 지문인식 센서 패키지(1)와 같이 경통(50)의 상단부(52)와 광학 필터(40) 사이에 비구면 렌즈(61)와 프레널 렌즈(62a)가 순서대로 위치한다.Also in this example, aspheric lens 61 and Fresnel lens 62a are disposed between the upper end 52 of the barrel 50 and the optical filter 40, like the optical fingerprint sensor package 1 shown in FIG. Located in order.

이때, 비구면 렌즈(62)는 도 1에 도시한 것과 동일하게 경통(50)의 상단부(52) 하면에 접하게 위치하며, 경통(50)의 인접한 내측면에 접착제 등을 통해 부착되어 있다. At this time, the aspherical lens 62 is positioned in contact with the lower surface of the upper end portion 52 of the barrel 50, as shown in Figure 1, and is attached to the adjacent inner surface of the barrel 50 via an adhesive or the like.

하지만, 프레넬 렌즈(62a)는 하우징 구조물(30)의 렌즈 수용부(S13) 내의 투광구(331)를 통해 노출되어 있는 광학 필터(40) 위, 즉 광학 필터(40)의 상면에 위치한다.However, the Fresnel lens 62a is positioned on the optical filter 40 that is exposed through the light-transmitting hole 331 in the lens receiving portion S13 of the housing structure 30, that is, on the upper surface of the optical filter 40. .

이로 인해, 본 예의 프레넬 렌즈(62a)는 광학 필터(40)와 접하게 위치하고, 투광구(331) 내에 삽입되어 있다. 이때, 프레넬 렌즈(62a)는 투명한 에폭시 수지 등을 통해 광학 필터(40) 위에 접착되며, 에폭시 수지는 광학식 지문인식 센서(20)와 대응되지 않는 프레넬 렌즈(62a)의 가장자리 부분에만 도포될 수 있다. For this reason, the Fresnel lens 62a of this example is located in contact with the optical filter 40, and is inserted in the floodlight 331. As shown in FIG. At this time, the Fresnel lens 62a is adhered to the optical filter 40 through a transparent epoxy resin, etc., the epoxy resin is applied only to the edge portion of the Fresnel lens 62a that does not correspond to the optical fingerprint sensor 20 Can be.

이런 경우, 프레넬 렌즈(62a)의 최대 지름은 비구면 렌즈(61)의 최대 지름보다 훨씬 작은 투광구(331)의 크기에 따라 정해진다.In this case, the maximum diameter of the Fresnel lens 62a is determined according to the size of the light-transmitting opening 331 which is much smaller than the maximum diameter of the aspherical lens 61.

따라서, 도 1의 경우, 프레넬 렌즈(62a)의 지름은 비구면 렌즈(61)의 지름은 'D11'로서 동일한 반면, 본 예의 프레넬 렌즈(62a)의 지름(D12)은 비구면 렌즈(61)의 지름(D11)보다 작은 투광구(331)의 크기보다도 작으므로 비구면 렌즈(61)의 지름보다 훨씬 작다. Accordingly, in the case of FIG. 1, the diameter of the Fresnel lens 62a is the same as the diameter of the aspherical lens 61 as 'D11', whereas the diameter D12 of the Fresnel lens 62a of the present example is the aspheric lens 61. Since it is smaller than the size of the light-transmitting hole 331 smaller than the diameter (D11), it is much smaller than the diameter of the aspherical lens (61).

이와 같이, 비구면 렌즈(61)의 지름(D11)보다 훨씬 작은 지름(D12)을 갖도록 프레넬 렌즈(62a)가 제조되므로, 프레넬 렌즈(62a)의 제조 비용이 크게 절감되고, 이로 인해 광학식 지문인식 센서 패키지(1a)의 제조 비용 역시 크게 줄어드는 효과가 추가적으로 발생한다.As such, since the Fresnel lens 62a is manufactured to have a diameter D12 that is much smaller than the diameter D11 of the aspherical lens 61, the manufacturing cost of the Fresnel lens 62a is greatly reduced, thereby optical fingerprinting. In addition, the manufacturing cost of the recognition sensor package 1a is further reduced.

또한, 프레넬 렌즈(62a)의 크기가 크게 감소하므로, 본 예의 광학식 지문인식 센서 패키지(1a)의 무게 역시 추가적으로 줄어든다.In addition, since the size of the Fresnel lens 62a is greatly reduced, the weight of the optical fingerprint sensor package 1a of the present example is further reduced.

다음, 도 3을 참고로 하여 또 다른 실시예에 따른 광학식 지문인식 센서 패키지(1b)에 대하여 설명한다.Next, an optical fingerprint recognition sensor package 1b according to another embodiment will be described with reference to FIG. 3.

도 3에 도시한 광학식 지문인식 센서 패키지(1b)에는 도 1에 비교할 때, 비구면 렌즈의 개수가 복수 개이고, 광학 필터(40)의 위치가 광학 센서(20) 위에 위치하는 것만 상이하다.Compared to FIG. 1, the optical fingerprint recognition sensor package 1b shown in FIG. 3 has a plurality of aspherical lenses, and only the position of the optical filter 40 is positioned on the optical sensor 20.

따라서, 본 예의 광학식 지문인식 센서 패키지(1b)는 물체측으로부터 차례대로 제1 및 제2 비구면 렌즈(611, 612)와 프레넬 렌즈(62)를 구비하는 렌즈부(60b)를 구비한다.Accordingly, the optical fingerprint recognition sensor package 1b of the present example includes a lens portion 60b including the first and second aspherical lenses 611 and 612 and the Fresnel lens 62 in order from the object side.

이때, 서로 인접해 있는 두 개의 비구면 렌즈(611, 612) 사이에는 간격재(63)가 추가로 위치하여, 두 비구면 렌즈(611, 612) 사이의 간격을 조정한다.At this time, the spacer 63 is further positioned between two aspherical lenses 611 and 612 adjacent to each other, thereby adjusting the gap between the two aspherical lenses 611 and 612.

이와 같이, 비구면 렌즈(611, 612)의 개수는 필요에 따라 증가될 수 있고, 인접한 두 비구면 렌즈(611, 612) 사이는 간격재를 이용하여 이격 거리가 조정하므로 각 비구면 렌즈(611, 612)의 초점 거리가 조정될 수 있도록 한다.As such, the number of aspherical lenses 611 and 612 may be increased as needed, and the distance between the two adjacent aspherical lenses 611 and 612 is adjusted using a spacer so that each aspherical lens 611 and 612 is adjusted. Allow the focal length of the to be adjusted.

도 3에서, 프레넬 렌즈(63)의 개수는 도 1과 동일하게 한 개이지만, 이 또한 필요에 따라 증가될 수 있고, 비구면 렌즈(611, 612)의 경우의 동일하게 인접해 있는 프레넬 렌즈 사이와 인접해 있는 비구면 렌즈와 프레넬 렌즈 사이에는 간격재가 위치할 수 있다.In Fig. 3, the number of Fresnel lenses 63 is the same as in Fig. 1, but this can also be increased as needed, and the same adjacent Fresnel lenses in the case of aspherical lenses 611 and 612. The spacer may be located between the aspherical lens and the Fresnel lens adjacent thereto.

이러한 비구면 렌즈(611, 612)의 개수 증가로 인해 수차 보정이 더욱 정교하게 이루어져, 지문인식 센서 패키지(1b)의 동작의 신뢰성이 향상된다.Due to the increased number of aspherical lenses 611 and 612, the aberration correction is more precisely performed, thereby improving the reliability of the operation of the fingerprint sensor package 1b.

또한, 도 3에 도시한 것처럼, 광학 필터(40)는 제1 투광구(331)가 아닌 광학식 지문인식 센서(20) 위에 바로 위치한다. In addition, as shown in FIG. 3, the optical filter 40 is located directly on the optical fingerprint sensor 20 instead of the first floodlight 331.

도 3과 달리, 광학 필터(40)는 광학식 지문인식 센서(20)의 수광면(21)를 완전히 덮고 있을 수 있고, 이런 경우, 광학식 지문인식 센서(20)는 BGA 방식을 통해 베이스 기판(10)과 전기적으로 연결될 수 있다. Unlike FIG. 3, the optical filter 40 may completely cover the light receiving surface 21 of the optical fingerprint sensor 20, and in this case, the optical fingerprint sensor 20 may use the base substrate 10 through a BGA method. ) Can be electrically connected.

이와 같이, 광학 필터(40)가 광학식 지문인식 센서(20) 위에 바로 위치할 경우, 수광면(21) 전체로 광학 필터(40)를 통과한 빛이 입사되므로 수광면(21)으로 입사되는 빛의 손실이 감소한다.As such, when the optical filter 40 is positioned directly on the optical fingerprint recognition sensor 20, light passing through the optical filter 40 is incident on the entire light receiving surface 21, so that light incident on the light receiving surface 21 is incident. The loss of is reduced.

또한, 수광면(21)과 광학 필터(40) 사이의 간격이 최소화되므로, 광학 필터(40)를 통과한 빛의 손실은 더욱더 감소한다.In addition, since the gap between the light receiving surface 21 and the optical filter 40 is minimized, the loss of light passing through the optical filter 40 is further reduced.

이와 같이, 광학식 지문인식 센서(21)의 수광면 위에 바로 광학 필터(40)가 위치하는 경우는 도 1에도 적용될 수 있음을 당연한다.As such, when the optical filter 40 is located directly on the light receiving surface of the optical fingerprint recognition sensor 21, it can be applied to FIG. 1.

이상, 본 발명의 광학식 지문인식 센서 패키지의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the above, embodiments of the optical fingerprint sensor package of the present invention have been described. The present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various modifications and variations will be possible in light of those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the scope of the present invention should be defined not only by the claims of the present specification but also by the equivalents of the claims.

1, 1a, 1b: 광학식 지문인식 센서 패키지 10: 베이스 기판
20: 광학식 지문인식 센서 30: 하우징 구조물
31: 제1 측면부 32: 상단부
33: 제2 측면부 40: 광학 필터
50: 경통 51: 측면부
52: 상단부 331, 521: 투광구
60, 60a: 렌즈부 61, 611, 612: 비구면 렌즈
62, 62a: 프레넬 렌즈 63: 간격재
S13: 렌즈 수용부1, 1a, 1b: optical fingerprint sensor package 10: base substrate
20: optical fingerprint sensor 30: housing structure
31: first side portion 32: upper portion
33: second side portion 40: optical filter
50: barrel 51: side part
52: upper part 331, 521: floodlight
60, 60a: lens sections 61, 611, and 612: aspherical lenses
62, 62a: Fresnel lens 63: spacer
S13: lens housing

Claims (15)

베이스 기판;
상기 베이스 기판 상에 위치하는 광학식 지문인식 센서;
상기 베이스 기판에 위치하고 센서 수용부에 상기 광학식 지문인식 센서를 수용하며, 상기 광학식 지문인식 센서와 대향하는 부분에 투광구 및 렌즈 수용부를 구비하고 있는 하우징 구조물;
상기 투광구에 장착되어 광학식 지문인식 센서 위에 위치하는 광학필터; 및
상기 렌즈 수용부 내에 위치하고 물체 측에서부터 상기 광학 필터 쪽으로 순서대로 배열되어 있는 비구면 렌즈 및 프레넬 렌즈
를 포함하는 광학식 지문인식 센서 패키지.A base substrate;
An optical fingerprint sensor located on the base substrate;
A housing structure positioned on the base substrate, accommodating the optical fingerprint recognition sensor in a sensor accommodating portion, and having a light-transmitting port and a lens accommodating portion in a portion facing the optical fingerprint recognition sensor;
An optical filter mounted on the floodlight and positioned on an optical fingerprint sensor; And
An aspherical lens and a Fresnel lens located in the lens housing and arranged in order from the object side toward the optical filter
Optical fingerprint sensor package comprising a. 제1 항에 있어서,
상기 프레넬 렌즈는 나노 임프린트 리소그래피(nano imprint lithography) 방식으로 제조된 광학식 지문인식 센서 패키지.According to claim 1,
The Fresnel lens is an optical fingerprint sensor package manufactured by nano imprint lithography. 제2 항에 있어서,
상기 프레넬 렌즈는 합성수지재 필름으로 이루어져 있는 광학식 지문인식 센서 패키지.The method of claim 2,
The Fresnel lens is an optical fingerprint sensor package consisting of a synthetic resin film. 제1 항에 있어서,
상기 렌즈 수용부 내에 위치하고 상기 비구면 렌즈를 수용하는 경통
을 더 포함하는 광학식 지문인식 센서 패키지.According to claim 1,
A barrel positioned within the lens receiving portion to receive the aspherical lens
Optical fingerprint sensor package further comprising. 제4 항에 있어서,
경통은,
상기 하우징 구조물 위에 위치하는 측면부; 및
상기 측면부에 연결되어 있는 상단부
를 포함하고,
상기 비구면 렌즈는 상기 상단부의 하면에 위치하며, 상기 프레넬 렌즈는 간격재를 사이에 두고 상기 비구면 렌즈의 하부에 위치하는
광학식 지문인식 센서 패키지.The method of claim 4, wherein
The barrel,
A side portion positioned over the housing structure; And
An upper end connected to the side part
Including,
The aspherical lens is located on a lower surface of the upper end portion, and the Fresnel lens is located below the aspherical lens with a spacer therebetween.
Optical fingerprint sensor package. 제5 항에 있어서,
상기 비구면 렌즈의 지름과 상기 프레넬 렌즈의 지름은 동일한 광학식 지문인식 센서 패키지.The method of claim 5,
And an optical fingerprint recognition sensor package having the same diameter as that of the Fresnel lens. 제4 항에 있어서,
경통은,
상기 하우징 구조물 위에 위치하는 측면부; 및
상기 측면부에 연결되어 있는 상단부
를 포함하고,
상기 비구면 렌즈는 상기 상단부의 하면에 위치하며,
상기 프레넬 렌즈는 상기 광학 필터의 상면에 위치하는 광학식 지문인식 센서 패키지.The method of claim 4, wherein
The barrel,
A side portion positioned over the housing structure; And
An upper end connected to the side part
Including,
The aspherical lens is located on the lower surface of the upper end portion,
The Fresnel lens is an optical fingerprint sensor package located on the upper surface of the optical filter. 제7 항에 있어서,
상기 광학 필터는 상기 투광구를 덮어 막도록 상기 하우징 구조물에 위치하는 광학식 지문인식 센서 패키지.The method of claim 7, wherein
And the optical filter is positioned in the housing structure to cover the floodlight. 제8 항에 있어서,
상기 프레넬 렌즈는 상기 투광구 내에 위치하는 광학식 지문인식 센서 패키지.The method of claim 8,
The Fresnel lens is an optical fingerprint sensor package located in the floodlight. 제9 항에 있어서,
상기 프레넬 렌즈의 지름은 상기 비구면 렌즈의 지름보다 작은 광학식 지문인식 센서 패키지.The method of claim 9,
And a diameter of the Fresnel lens is smaller than a diameter of the aspheric lens. 제4 항에 있어서,
상기 경통의 상단부는 가운에 부분에 상기 비구면 렌즈를 노출하는 투광구를 구비하는 광학식 지문인식 센서 패키지.The method of claim 4, wherein
The upper end of the barrel is an optical fingerprint sensor package having a floodlight for exposing the aspheric lens to a portion in the gown. 제11 항에 있어서,
상기 경통의 투광구는 상기 하우징 구조물의 투광구보다 큰 광학식 지문인식 센서 패키지.The method of claim 11, wherein
And an optical aperture of the barrel is larger than an optical aperture of the housing structure. 제5 항에 있어서,
상기 하우징 구조물은,
상기 베이스 기판에 위치하는 제1 측면부;
상기 제1 측면부에 연결되어 있고 상기 하우징 구조물의 투광구를 구비하는 상단부; 및
상기 제1 상단부에 위치하고 상기 상단부에 위치하는 상기 경통의 측면부와 체결되어 있는 제2 측면부
를 포함하는 광학식 지문인식 센서 패키지.The method of claim 5,
The housing structure,
A first side portion positioned on the base substrate;
An upper end connected to the first side part and having a floodlight of the housing structure; And
A second side portion positioned in the first upper end portion and engaged with a side portion of the barrel positioned in the upper end portion;
Optical fingerprint sensor package comprising a. 제5 항에 있어서,
상기 간격재는 검은색의 플라스틱 수지재, 금속재 및 부착형 테이프 중 하나로 이루어지는 광학식 지문인식 센서 패키지.The method of claim 5,
The spacer is an optical fingerprint sensor package consisting of a black plastic resin material, a metal material and an adhesive tape. 제1 항에 있어서,
상기 광학 필터는 상기 광학식 지문인식 센서 위에 바로 위치하는 광학식 지문인식 센서 패키지.According to claim 1,
The optical filter is an optical fingerprint sensor package located directly on the optical fingerprint sensor.
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